4. Выбор электрических элементов
Данное устройство будет состоять из излучателя света и фотоприемного устройства. Рассмотрим излучатель. В данном проекте был выбран светодиод VLMK20J2L1 (datasheet смотрите в приложении), так как он светит в диапазоне 612-624 нм (янтарный цвет) с силой 5.60..14.0 mcd (миликандель) при токе в 2mA. Схема подключения:
Устройство питается от обычной 5В батареи, резистор был взят из расчета:
Ближайший к нему номинал - 1.4кОм, тогда рассеиваемая мощность на резисторе 5.6 мВт , при том мощность светодиода будет 4.4 мВт, это соответствует, при половинном угле яркости 60deg, 0.012лм. Без учета расстояния между светоприемником и светопередатчиком, такая же мощность придет на фотодиод.
В качестве фотоприемника был выбран фотодиод ODD-660W (datasheet в приложении), так как он чувствителен на узком диапазоне 610..690 нм и в этом диапазоне имеет примерно одинаковую чувствительность 0.42 А/Вт. Следовательно данный фотодиод будет генерировать ток в 1,848мА.
Схема преобразования:
Данная схема преобразовывает ток в напряжение. В качестве операционных усилителей, был выбран LM358D (datasheet в приложении) из-за дешевизны. Первый каскад служит для преобразования тока в напряжение по формуле U=Iвх*R1. R1 подобран так, чтобы усиливать наш сигнал до -5 в. Второй каскад служит для инвертирования нашего сигнала из «-» в «+». Резистор R2 подстроечный резистор(до 15кОм), служит для калибровки системы. Оба усилителя питаются от обычной 9в гальванической батареи.
6. Выбор ацп
В качестве АЦП достаточно выбрать такой, который мог бы обрабатывать 5в напряжение. В данном проекте был выбран ADS1259 сигма-дельта АЦП:
Так же возможен вариант ацп со встроенной индикацией, но это более дорогой вариант. Icl7107
Описание:
ИС производства Maxim ICL7106 и ICL7107 являются монолитными, аналого- цифровыми преобразователями (АЦП). Они имеют ультра- высокое входное сопротивление и не требуют дополнительных внешних цепей драйвера индикатора. Встроенные активные компоненты включают драйверы индикатора полярности сигнала и цифровых разрядов, дешифраторы сегментов, источник опорного напряжения (ИОН) и тактовый генератор. ИС ICL7106 предназначена для непосредственного управления немультиплексным ЖКИ, а ИС ICL7107 предназначена для прямого управления светодиодным индикатором с общим анодом.
Универсальность и прецизионные характеристики являются характерными чертами данных АЦП. Алгоритм преобразования с двойным интегрированием автоматически устраняет влияние интерференционных сигналов, обычно присутствующих, в технологической инфраструктуре. Полно - дифференциальные входы сигнала и ИОН, особенно полезны при реализации режима относительного измерения (Омы, или мостовые преобразователи). Фирма Maxim добавила в схемотехнику ИС ICL7106/ICL7107 интегратор с нулевой фазой, что исключило возникновение эффектов гистерезиса и зависания после режима перегрузки. В завершение, данные АЦП обеспечивают высокий уровень точности путем снижения суммарной погрешности до величины, менее единицы младшего разряда и дрейфа нулевого уровня, составляющего, менее 1 мкВ/С.
